印度的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)研究了基于室溫工藝制備的非晶銦鋅高導(dǎo)電透明電極在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用，這些器件可用于疊層和建筑集成光伏應(yīng)用。
印度理工學(xué)院孟買分校的科學(xué)家們已演示了非晶氧化銦鋅氧化物(a-IZO)透明電極(TEs)的無(wú)損室溫沉積，用于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池應(yīng)用。
(資料圖)
與氧化銦錫(ITO)對(duì)應(yīng)產(chǎn)品相比，a-IZO TE據(jù)稱能避免溫度敏感半導(dǎo)體材料的濺射損傷和分層。研究通訊作者Ananta Paul告訴pvmagazine：“我們發(fā)現(xiàn)，使用a-IZO作為透明電極相比傳統(tǒng)ITO在性能和耐用性上更優(yōu)越?！?/p>
該研究比較了a-IZO和多晶ITO(c-ITO)薄膜。其中包括在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的后部透明電極中使用a-IZO。Paul說(shuō)：“我們的基于a-IZO的器件實(shí)現(xiàn)了18.22%的功率轉(zhuǎn)換效率，關(guān)鍵是避免了困擾類似器件的分層問(wèn)題?！笔聦?shí)上，原型機(jī)的效率超過(guò)了基于c-ITO器件的15.84%功率轉(zhuǎn)換效率。
透明鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(T-PSCs)采用了先進(jìn)的“n-i-p”堆疊結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如下：c-ITO或a-iZO電極、三氧化鉬(VI)緩沖層(MoO3)、Spiro-MeOTAD空穴輸運(yùn)層、鈣鈦礦吸收層、二氧化錫(IV)(SnO2)的電子傳遞層(ETL)以及氟摻錫氧化物(FTO)電極。
分析測(cè)試結(jié)果后，研究人員發(fā)現(xiàn)，基于c-ITO器件的MoOx/TE界面缺陷是導(dǎo)致其PV性能低于a-IZO器件的主要原因。他們指出，光學(xué)特性表明a-IZO薄膜增強(qiáng)的遷移率有助于近紅外區(qū)域更高的透射率。
他們提到頂層架構(gòu)，強(qiáng)調(diào)采用a-IZO作為后電極的T-PSCs性能優(yōu)于c-ITO。“基于a-IZO的器件改進(jìn)的主要原因是其板材電阻較低(22.41 Ω/sq)，高電荷遷移率(μ = 32.12 cm2/V.s)，粗糙度低(RMS ～ 1.05 nm)，以及紅外范圍的高透射率(Tav ～ 83.5%),研究人員表示。
還提到了a-IZO薄膜的優(yōu)劣指數(shù)(FOM)，他們稱其高于c-ITO薄膜，確認(rèn)了a-IZO在透明鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的“優(yōu)越適用性”。
團(tuán)隊(duì)表示，這項(xiàng)工作是對(duì)c-ITO層層剝離現(xiàn)象的首次詳細(xì)研究，為開(kāi)發(fā)高效透明鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的可靠透明電極提供了寶貴見(jiàn)解。
“此外，我們通過(guò)闡明高效透明鈣鈦礦太陽(yáng)能電池從c-ITO向a-IZO轉(zhuǎn)型的原因，彌合了文獻(xiàn)中的重大空白，”報(bào)告指出，a-IZO的效率表明其有潛力提升透明鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在串聯(lián)太陽(yáng)能電池和建筑集成光伏(BIPV)應(yīng)用中的性能和成本效益。
其工作詳見(jiàn)發(fā)表在《 Journal of Physics D: Applied Physics》上的《Comparative study of industry-compatible indium-oxide-based sputtered transparent electrodes for transparent perovskite solar cells》中。
